WO2010113280A1

WO2010113280A1 - 放射線鉛フィルター、放射線検出器の性能評価方法及び放射線検出器

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Publication number: WO2010113280A1
Application number: PCT/JP2009/056704
Authority: WO
Inventors: 秀仁中村
Original assignee: 独立行政法人放射線医学総合研究所
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-07

Abstract

　複数種類の放射線が放出される放射線源を用いて放射線を検出する際に放射線種を限定するための放射線鉛フィルターであって、放射線源と放射線検出器の間に配置される、放射線の通過距離を異ならせることで粒子を識別する識別鉛板層を設ける。これにより、測定する放射線を選択でき、放射線検出器の性能を高精度で評価できる。

Description

放射線鉛フィルター、放射線検出器の性能評価方法及び放射線検出器

　本発明は、放射線鉛フィルター、放射線検出器の性能評価方法、及び、放射線検出器に係り、特に、複数種類の放射線が放出される放射線源を用いて、放射線検出器の性能を評価する際に用いるのに好適な、放射線鉛フィルター、及び、これを用いた放射線検出器の性能評価方法、及び、放射線鉛フィルターを備えた放射線検出器に関する。

　放射線源を放射線検出器の上に直接置いて、放射線検出器の性能を評価する方法が知られている。この方法は、１種類の放射線しか放出しない放射線源を、放射線検出器の性能評価に用いた場合は、特に問題は無い。

　一方、１３７Ｃｓ、２０７Ｂｉ、６０Ｃｏ等、複数の種類の放射線（放射線群）を放出する放射線源が存在する。これらの放射線源も、放射線検出器の性能評価に用いられる。

　しかしながら、放射線群を用いた場合、複数の放射線が同時に放射線検出器に入る可能性があり、放射線検出器の性能を悪く見積もる可能性がある。即ち、複数の放射線を放射線検出器で同時に検出してしまった信号は、バックグラウンドになり、従来の方法では、放射線検出器の性能評価を正しく行なえない。又、解析を一段と複雑にさせる。

　例えば、２本の異なるエネルギーＥ１及びＥ２を放出する放射線源があるとする。この放射線源を、放射線検出器上に直接置いて放射線検出器の性能を評価する従来の方法では、図１（Ａ）に示すように、放射線検出器の出力は、エネルギーＥ１の信号Ｃ１とエネルギーＥ２の信号Ｃ２だけでなく、両者が足し合わさった信号Ｃ３＝Ｅ１＋Ｅ２までも検出することになる。複数の種類の放射線の放出が同時に起こらないと仮定すれば、エネルギーＥ１の信号Ｃ１とエネルギーＥ２の信号Ｃ２だけ考えて解析すれば良いが、高精度で放射線検出器の性能を評価するためには、足し合わさったＥ１＋Ｅ２の信号Ｃ３も考慮して解析しなければならない。

　本発明は、このような問題点を解決するべくなされたもので、複数種類の放射線が放出される放射線源を用いた場合に、測定する荷電粒子線と非荷電粒子線（ガンマ線やエックス線）とを選択できる放射線鉛フィルターを提供し、この放射線鉛フィルターを用いることで放射線検出器の性能を高精度で評価できるようにし、さらにこの放射線鉛フィルターを備えた放射線検出器を提供することを課題とする。本発明は、複数種類の放射線が放出される放射線源を用いて放射線を検出する際に放射線種を限定するための放射線鉛フィルターであって、放射線源と放射線検出器の間に配置される、放射線の通過距離を異ならせることで粒子を識別する識別鉛板層を設けたものであり、この放射線鉛フィルターを提供することにより、前記課題を解決したものである。また、放射線検出器の種類（シンチレーション検出器、半導体検出器、等）に依存しないで使用できるという特徴も備えている。

　識別鉛板層の放射線通過距離が極端に異なる例として、識別鉛板層が孔無しの鉛板と孔有りの鉛板である場合の違いをまとめて表１に示す。

　この表1から分かるように、図２（Ａ）、図３（Ａ）に示す如く、識別鉛板層に孔が無い無孔鉛板１４Ａを用いた場合は、放射線源８からの荷電粒子は、図２（Ａ）に示すように無孔鉛板１４Ａで止まってしまうので、図３（Ａ）に示すように、透過力の高い非荷電粒子線であるガンマ線のみ放射線検出素子（例えばシンチレータ１０）で測定できる。一方、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）に示すように、識別鉛板層に孔１４Ｃが有る有孔鉛板１４Ｂを用いた場合は、荷電粒子もガンマ線も両方とも放射線検出素子１０で測定できる。

　従って、孔１４Ｃの無い場合（Ａ）と有る場合（Ｂ）で測定した結果を用いる事で、荷電粒子だけの測定結果を求める事が出来る。具体的には、孔有りの条件（Ｂ）で測定を行った結果から、孔無しの条件（Ａ）で測定を行った結果を減算すれば良い。なお、測定結果を減算する際には、測定数を測定時間で規格化する。

　以上のように、物質の透過率が高いガンマ線を測定したい場合は、識別鉛板層に放射線通過距離の長い鉛部材を用い、物質の透過率が低い荷電粒子を測定したい場合には、識別鉛板層に放射線通過距離の短い鉛部材と前記放射線通過距離の長い鉛部材とを用いて測定する。例えば、物質の透過率が高いガンマ線を測定したい場合は、図３（Ａ）に示した如く孔のあいていないすなわち無孔部が設けられている無孔鉛板１４Ａを用い、物質の透過率が低い荷電粒子を測定したい場合には、図２（Ｂ）に示した放射線通過距離が全くない孔１４Ｃのあいたすなわち有孔部を設けた有孔鉛板１４Ｂと、図２（Ａ）に示した無孔鉛板１４Ａの両方を交代に用いて測定する。

　従って、本発明によれば、数種類の放射線が放出される放射線源を用いた場合に、測定する荷電粒子線と非荷電粒子線とを選別できる放射線鉛フィルターが提供される。なお、識別鉛板層は、必ずしも孔があいていなくても孔部の厚みが適度に異なれば良い。

　ここで、前記識別鉛板層に有孔鉛板部と無孔鉛板部とを併設し、各部を専ら検出する放射線検出器の計測部も併設することができる。

　また、前記識別鉛板層を、交換可能な有孔鉛板と無孔鉛板とで構成して、計測部は共有とすることができる。

　また、前記有孔鉛板と無孔鉛板とが、ホルダーに交換可能に保持されるようにできる。

　本発明のもう一つの特徴は、偶発的に起こるバックグラウンド事象を落とす事が可能な点である。放射線源は、ある程度の体積を持つために、ある時間内に同時に線源から放射線が放出される場合がある。又、同じ放射線ではなく、異なる放射線が同時に複数放出される可能性もある。

　既存の汎用の放射線検出器の性能を評価するために標準放射線源の放射線を検出器のシンチレータに照射する場合に、ここでは簡単に、エネルギーの異なる２つの放射線（Ｅ１とＥ２）が同時に発生した場合を例として、本特徴を説明する。図４に示すのは、（Ａ）従来の方法によるガイド鉛板層を用いないで放射線源８からの放射線を検出した場合と、（Ｂ）本発明によるガイド鉛板層１２を用いた場合の概略図である。

　図４（Ａ）に示すガイド鉛板層を用いない従来の方法であると、エネルギーＥ１とＥ２の放射線が同時に放射線検出素子１０に入る場合がある。この場合、放射線検出器からは、図１（Ａ）に示したように、Ｅ１とＥ２のエネルギーの合算値（Ｅ１＋Ｅ２）が出力される。このイベントは、２つの放射線のコインシデンスによるバックグランドである。

　これに対して、ガイド鉛板層１２を設けた場合、図４（Ｂ）で示すように、どちらかの放射線がガイド鉛板層１２の縦壁部で止まってしまう確率が著しく高くなる。これは、発生する放射線が同時に同じ方向へ放出する確率が少ないという事を利用したものである。角度が異なる放射線が放出される為に、一方の放射線が検出素子１０に到達した場合、他方の放射線が検出素子１０に到達できない可能性が高い。なお、この確率は、ガイド鉛板層の孔１３の高さと大きさに依存する。そのため、図１（Ｂ）で示したように、放射線検出器から出力されるデータでは、バックグランドであるＥ１＋Ｅ２のイベントを落とす事が可能になる。

　ここで、図４（Ｃ）に示すように、同時に発生した２本の放射線のなす角度が図中の二等辺三角形の角度θより小さい場合は両方が同時に検出される可能性がある。従って、その確率は角度θに依存し、角度θを小さくするほど小さくなるといえる。製造コストを考えると、本性能評価の目的では、孔は図５に示すごとく一つでも良いことが分かる。

　一方、後出図１３、１４に示すように多数の孔を設けたガイド鉛板層は、製造コストは高くなるが、高さを低くできる特長がある。

　本発明の放射線鉛フィルターは、さらに、図５に示す如く、前記識別鉛板層（１４Ａ又は１４Ｂ）に、同時発生する放射線の同時入射を阻止するための孔１３があいたガイド鉛板層（図５ではガイド鉛板１２Ａ）を重ねて設けたものである。

　より詳しく説明すると、２本のガンマ線が放出される放射線源がある場合、それぞれのガンマ線が放射線源より放射される方向は全方向（４π方向）であるために、２本の放射線が同じ角度に飛ぶ確率は、１/（4×π）/（4×π）となる。従って、これらの２本のガンマ線が、たまたま近似方向に放出されることがあり、その場合放射線検出素子で２本のガンマ線を同時計測する可能性がある。ガイド鉛板層１２は、放射線を平行に集束させるコリメータと違い、どちらか１本のガンマ線をガイド鉛板層の壁で遮蔽することにより、１本のガンマ線だけを放射線検出素子１０に導いて検出する可能性を高めるものである。従って、ガイド鉛板層１２の穴１３は、必ずしも平行にあいている必要はない。

　即ち、図４におけるガイド鉛板層１２を用いると、２本のガンマ線が同時発生する場合、どちらか１本のガンマ線をガイド鉛板層１２の壁で遮蔽することにより１本のガンマ線だけを検出する可能性を高めることができる。

　ここで、前記ガイド鉛板層の有孔鉛板部あるいは無孔鉛板部に対応する孔を一つの孔とすることができる。

　本発明は、又、前記の放射線鉛フィルターを用いて放射線検出器の性能評価する方法を提供するものである。

　本発明は、又、前記放射線鉛フィルターを備えた放射線検出器を提供するものである。

　又、複数種類の放射線が放出される放射線源を用いた場合に、放射線検出器の性能を高精度で評価することが可能となる。

　又、複数種類の放射線が放出される放射線源から特定種類の放射線のみを検出可能な放射線検出器が提供される。

放射線鉛フィルターの有無により測定で得られるエネルギースペクトルの違いを比較して示す図本発明による荷電粒子の測定の様子を示す図本発明によるガンマ線の測定の様子を示す図本発明に係るガイド鉛板層の作用を示す図本発明の基本的な構成を示す斜視図本発明の実施形態の構成を示す斜視図同じく全体構成を示す断面図同じく識別鉛板層のホルダーの一例を示す斜視図同じく識別鉛板層のホルダーの他の例を示す斜視図同じく計測手順を示す流れ図２０７Ｂｉから放出されるガンマ線を、孔のあいていない鉛板を装着した放射線鉛フィルターを用いて測定した結果を示す図２０７Ｂｉから放出されるガンマ線及び内部転換電子を、孔のあいている鉛板を装着した放射線鉛フィルターを用いて測定した結果を示す図本発明の実施例の構成を示す斜視図前記実施例の変形例の要部を示す斜視図本発明の他の実施例の構成を示す斜視図同じく計測手順を示す流れ図本発明に係る放射線鉛フィルターの実施例を示す分解斜視図

　以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

　図６は、計測部２１と光学結合する放射線検出素子（ここではシンチレータ）１０を含む放射線検出器２０の上に、ガイド鉛板層となるガイド鉛板１２Ａが設けられ、その上に識別鉛板層となる同一高さの（Ａ）無孔鉛板１４Ａ又は（Ｂ）有孔鉛板１４Ｂが重ねて配置されている、本発明に係る放射線鉛フィルターの実施形態の構成を示す。

　ここで、有孔鉛板１４Ｂが所定厚みの板材に孔１４Ｃをあけて形成されているのは、ガイド鉛板層の機能を多少なりとも持たせるためと、放射線源に接触させて測定することにより放射線検出器２０と放射線源の距離を、無孔鉛板１４Ａを用いて計測する場合と同一にするためである。

　前記シンチレータ１０は、放射線が入力すると、相互作用によりそのエネルギーに応じた発光量で発光する。

　前記計測部２１は、既知の技術により相互作用による発光をその発光量に対応した電気信号に変換出力する部であるが、その方法を限定するものではない。代表的な例では、図７に示す如く光電変換部２２、処理部２４及び出力部２６で構成され、シンチレータ１０の発光を受けると光電変換を行ない、その信号を処理部２４に送って少なくともＡ／Ｄ変換を行い、出力部２６から出力する。出力部２６は図示しないコンピュータ等に設けられた演算部へつながる。図において、１４は、識別鉛板層を形成する無孔鉛板１４Ａ又は有孔鉛板１４Ｂである。

　また、１２Ａは、ガイド鉛板層１２を形成する有孔鉛板であり、その中央部に放射線を通過させるための孔１３Ａがあけられている。

　前記有孔鉛板１４Ｂは、荷電粒子を通過させる孔１４Ｃをあけた鉛板であり、無孔鉛板１４Ａは、荷電粒子の通過を阻止する孔なしの鉛板である。ガイド鉛板１２Ａの孔１３Ａと有孔鉛板１４Ｂの孔１４Ｃは同径の孔で、両板を重ね合わせると、ちょうど重なるように設けられている。

　例えばガイド鉛板層１２となる有孔鉛板１２Ａの厚みを８ｍｍ、識別鉛板層１４となる無孔鉛板１４Ａと有効鉛板１４Ｂの厚みを各２ｍｍとすることができる。なお、ガイド鉛板１２Ａの孔１３Ａ及び有孔鉛板１４Ｂの孔１４Ｃは、互いに同径の丸孔としたが、これに限定するものではない。

　前記有孔鉛板１４Ｂと無孔鉛板１４Ａは、図８に示す如く、ホルダー１８に差し替えて交換可能に保持することができる。この差し替え可能な有孔鉛板１４Ｂ及び無孔鉛板１４Ａは、互いに係合する長溝１８１及び１８２に沿って滑らせて、ホルダー１８から抜き差しが可能で、目的に応じて交換装着する。

　また、図９に示す如く、有孔鉛板１４Ｂ及び無孔鉛板１４Ａを一体構造とし、ホルダー１８に差し込んでおき、スライドさせてその位置を替えることで交換可能に保持することもできる。検出器（図示せず）は、長溝１８１及び１８２を連結する支持部材１８３及び１８４の間に、図の下方から差し込んで配置することができる。

　ガンマ線の計測は図１０に示す手順で行う。まず無孔鉛板１４Ａをセットし（ステップＳ１０１）、被検体の被計測部に当接させて計測するとガンマ線が入射した場合に検出素子１０が相互作用により発光する（ステップＳ１０２）。その発光を光電変換し発光量を計測すると、そのガンマ線の計測データ（Ｅγ）が得られる（ステップＳ１０３）。そのデーターはメモリに格納されたテーブル（γ）に順次書き込まれ（ステップＳ１０４）、例えば５分の計測が終了すると（ステップＳ１０５ＹＥＳ）、その計測データを集積する（ステップＳ１０６）。ガンマ線の計測である場合はステップＳ１０８へ進み（ステップＳ１０７ＹＥＳ）、その結果を出力する（ステップＳ１０８）とガンマ線の計測データが得られる。

　一方荷電粒子線の計測である場合はステップＳ１２１へ進み（ステップＳ１０７Ｎｏ）有孔鉛板１４Ｂをセットする（ステップＳ１２１）。被検体の被計測部に当接させて計測するとガンマ線あるいは荷電粒子線が入射した場合に検出素子１０が相互作用により発光する（ステップＳ１２２）。その発光を光電変換し発光量を計測するとそのガンマ線あるいは荷電粒子線の計測データ（Ｅγ＋Ｅc）が得られる（ステップＳ１２３）。そのデーターはメモリに格納されたテーブル（γ＋c）に順次書き込まれる（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０５と同じ計測時間計測し（ステップＳ１２５）、その計測データを集積する（ステップＳ１２６）。

　次いで、ステップＳ１０６及びステップＳ１２６で集積したデータをメモリから読出し、集積値Σ（γ＋ｃ）から　集積値Σ（γ）を減算するように演算する（ステップＳ１２７）。そしてその演算結果を出力する（ステップＳ１２８）と荷電粒子の計測データが得られる。

　実施例として、２０７Ｂｉ放射線源を用いて、放射線検出素子（ここでは、プラスティックシンチレータを用いる。そのサイズは６．２ｃｍ^２×１ｃｍ厚である。）の性能を評価する。

　この２０７Ｂｉ放射線源から放出される荷電粒子は、Ｋ殻９７５．６ｋｅＶ、Ｌ１殻１０４７．８ｋｅＶ、Ｌ２殻１０４８．４ｋｅＶ、Ｌ３殻１０５０．６ｋｅＶの内部転換電子群と、Ｋ殻４８１．６ｋｅＶ、Ｌ１殻５５３．８ｋｅＶ、Ｌ２殻５５４．５ｋｅＶ、Ｌ３殻５５６．６ｋｅＶの内部転換電子群であり、放出されるガンマ線は、５６９．７ｋｅＶ、１０６３．６ｋｅＶ、１７７０．２ｋｅＶのガンマ線であり、計１１本の放射線が主として放出される。

　このような放射線群を放出する放射線源を用いる場合に、本発明の放射線鉛フィルターが能力を発揮する。図５を用いて放射線鉛フィルターの基本的な構成を説明する。ここで、ガイド鉛板層は、３ｃｍ^２×８ｍｍ（厚さ）のガイド鉛板１２Ａであり、３ｃｍ^２の面上の中心に直径１ｃｍの孔１３があいている。識別鉛板層１４は、３ｃｍ^２×２ｍｍ（厚さ）であり、３ｃｍ^２の面上の中心に直径１ｃｍの孔１４Ｃがあいている有孔鉛板１４Ｂと、孔があいていない無孔鉛板１４Ａの２種類がある。

　まず、ガイド鉛板１２Ａと無孔鉛板１４Ａを用い、図５（Ａ）に相当するセットアップで、被検体から等距離に設定して２０７Ｂｉからの３本のガンマ線を測定した。図１１は、プラスティックシンチレータ１０により得られたエネルギースペクトルの結果である。図１１に示したように、測定で得られた３本のガンマ線がきれいに分離できる（図１１中の破線が各ガンマ線に相当する）。放射線鉛フィルターを用いなければ、３本又は２本のガンマ線が同時にプラスティックシンチレータ１０に入射した場合等の複雑な条件を考慮しなればならないが、放射線鉛フィルターを用いることで、各放射線を個々に測定することが可能となり、高精度の測定が可能となる。

　又、２０７Ｂｉから放出されるガンマ線及び内部転換電子を、有孔鉛板１４Ｂを装着した放射線鉛フィルターを用いて測定した結果を図１２に示す。この場合も、放射線鉛フィルターを用いることで、各放射線を個々に測定することが可能となり、高精度の測定が可能となる。

　なお、前記実施形態では、２０７Ｂｉを用いてプラスティックシンチレータの性能を評価していたが、本発明の適用対象は、これに限定されず、１３７Ｃｓ、６０Ｃｏ等、他の放射線源を用いた、他の放射線検出器の評価にも同様に適用できる。

　図１３は、識別鉛板層を構成する識別鉛板１４Ｄに有孔（鉛板）部１４Ｂと無孔（鉛板）部１４Ａを併設し、各部を専ら検出する計測部も併設した放射線鉛フィルター専用の検出器の実施例を示す。

　識別鉛板１４Ｄは、その放射線入射の半分の部分にハニカム状の孔１４Ｅを多数設けて有孔部１４Ｂとし、残りの半分の部分を無孔部１４Ａとしている。

　識別鉛板層の識別鉛板１４Ｄの下方に重なるガイド鉛板層のガイド鉛板１２Ａには、識別鉛板１４Ｄの有孔部１４Ｂの下方部に孔が重なるようハニカム状の孔１３Ｂを設け、さらに識別鉛板１４Ｄの無孔部１４Ａの下方にも同様にハニカム状の孔１３Ａを同数設けている。

　ガイド鉛板層（１２Ａ）の下方にはシンチレータ１０が設けられ、さらにその下方にシンチレータ１０での相互作用による発光を検出する検出器２０が設けられている。シンチレータ１０は図示の如く１０Ａと１０Ｂに光学的に二つに分割されて、保持部材１１で保持されている。

　検出器２０には、識別鉛板１４Ｄの有孔部１４Ｂとその下方のガイド鉛板１２Ａのハニカム状の孔１３Ｂを通過してシンチレータ１０Ｂに入射し相互作用する放射線を専ら検出する計測部２１Ｂと、識別鉛板１４Ｄの無孔部１４Ａとその下方のガイド鉛板１２Ａに設けられたハニカム状の孔１３Ａを通過してシンチレータ１０Ａに入射し相互作用する放射線を専ら検出する計測部２１Ａとが併設されている。さらに各計測部の検出したデータの出力も各々に設けられている。これらのパーツは四隅の孔にボルトを通して互いに密着するように結合される。

　出力１と出力２を演算処理することにより、同時に荷電粒子とガンマ線の両方を測定することができる。

　ガイド鉛板１２Ａは、ハニカム状の孔１３Ａ及び１３Ｂを設ける代わりに、図１４に示す変形例のように、識別鉛板１４Ｄの有孔部１４Ｂに対応する一つの長方形の孔１３Ａ′と、無孔部１４Ａに対応する一つの長方形の孔１３Ｂ′とを設けたガイド鉛板１２Ａ′のように形成することもできる。

　検出器２０の二つの検出部２１Ａ及び２１Ｂは、それぞれさらに複数の検出部から構成し、例えば、検出部２１Ａを構成する全ての検出部が同時に放射線を検出した時のみ信号と見なし、それ以外の時はノイズと見なすようにプログラムすることもできる。

　図１５は、放射線鉛フィルターを構成する識別鉛板層とガイド鉛板層を計４枚の鉛板で構成し、放射線源側から１層目、３層目及び４層目をガイド鉛板層とし、２層目を識別鉛板層とした放射線鉛フィルター専用の検出器の別の実施例を示す。識別鉛板層を構成する識別鉛板１４Ｆに有孔（鉛板）部１４Ｂと無孔（鉛板）部１４Ａを併設し、各部を専ら検出する計測部も併設している。

　識別鉛板層の識別鉛板１４Ｆには、その放射線入射面に列間をあけてハニカム状の孔列１４Ｇを５列設けることで、孔をあけた列部を有孔部１４Ｂとし、孔をあけていない列間部を無孔部１４Ａとしている。これによりその放射線入射面の半分の部分を有孔部とし、残りの半分の部分を無孔部としている。

　ガイド鉛板層を構成する三枚のガイド鉛板１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃには、識別鉛板１４Ｆのハニカム状の孔列１４Ｇの下方部に孔が重なるよう同様なハニカム状の孔１３Ｂを設け、無孔部の下方にも同様なハニカム状の孔１３Ｂを設けている。

　ガイド鉛板の下方にはシンチレータ１０が設けられ、さらにその下方にシンチレータ１０での相互作用による発光を検出する検出器２０が設けられている。これらのパーツは四隅の孔にボルトを通して互いに密着するように結合される。

　検出器２０には一つの計測部２１が設けられているが、計測部２１の発光入射面は図１４（Ｂ）に示すように多数の検出エリアに分割されており、各検出エリアは識別鉛板１４Ｆの有孔部に対応する光電変換用の有孔部検出素子２２Ｂと無孔部に対応する光電変換用の無孔部検出素子２２Ａとに分けられていて、有孔部検出素子２２Ｂの計測信号はライン２１１Ｂにより、処理部２４Ｂと出力部２６Ｂを経由して出力１へつながり、無孔部検出素子２２Ａの計測信号はライン２１１Ａにより、処理部２４Ａと出力部２６Ａを経由して出力２へつながり、図示していないコンピュータ処理部で識別鉛板１４Ｆの有孔部と無孔部に対応するガイド鉛板の孔面積の比を考慮して二つの出力を演算処理することにより、同時に荷電粒子とガンマ線の両方を測定することができる。

　図１６は、図１５で示した実施例の計測方法を示すフローチャートである。

　識別鉛板１４Ｆの有孔部１４Ｂを通過したガンマ線あるいは荷電粒子線がシンチレータ１０での相互作用により発光する（Ｓ２０１）と検出器２０で計測される（Ｓ２０２）。計測されたデータ（Ｅγ＋Ｅｃ）は、図１５に示した出力１から出力され、図示していないコンピュータ部のメモリに格納されたテーブル（γ＋ｃ）に順次書き込まれる（Ｓ２０３）。

　一方、識別鉛板１４Ｆの無孔部１４Ａを通過したガンマ線がシンチレータ１０での相互作用により発光する（Ｓ２１１）と検出器２０で計測される（Ｓ２１２）。計測されたデータ（Ｅγ）は、図１４に示した出力２から出力され、図示していないコンピュータ部のメモリに格納されたテーブル（γ）に順次書き込まれる（Ｓ２１３）。

　あらかじめ設定された計測時間が終了し演算指令が出力され（Ｓ２０４）、ガンマ線の計測であるとステップ２０６へ進む（Ｓ２０５ＹＥＳ）。そして、ステップＳ２０３で書き込んだデータを集積する（Ｓ２０６）ことでガンマ線の計測データが得られ、出力する（Ｓ２０７）。

　一方荷電粒子線の計測であるとステップ２１４へ進む（Ｓ２０５ＮＯ）。そして、ステップＳ２０３及びステップＳ２１３で書き込んだデータを集積し（Ｓ２１４及びＳ２１５）、ステップ２１５で得た集積値Σ（γ＋ｃ）からステップＳ２１４で得た集積値Σ（γ）を減算するように演算する（ステップＳ２１６）ことで荷電粒子の測定データが得られ、出力する（Ｓ２１７）。演算指令は設定時間間隔で何度でも出力するようにできる。

　図１７は放射線鉛フィルターの実施例であり、図１７（Ａ）は、図１３に示した識別鉛板層の識別鉛板１４Ｄのみを放射線鉛フィルターとした構成例を示す。図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の識別鉛板１４Ｄの下方に図１３に示したガイド鉛板１２Ａを密着させて一体に形成したより好ましい放射線鉛フィルターの構成例を示す。

　これらの放射線鉛フィルターを、各々シンチレータ１０と計測部２１が一体となった検出器２０のシンチレータ１０の上面に載せ、四隅の孔にボルトを通して互いに固定することで放射線鉛フィルター付き放射線検出器を構成することができる。放射線鉛フィルターを検出器２０に固定する方法は他の方法でも良い。

　ここで、識別鉛板１４Ｄの層は、図８に示したホルダー１８の構造と置き換えることもできる。その場合、検出器２０の各検出エリアはまとめて一つの検出エリアとして扱う。

　放射線鉛フィルターを検出器に取り付けた状態と取り付けない状態で同一放射線源を計測し、その検出値の差を検討することで、検出器の性能を評価することができる。

　なお、図１５の実施例において、ハニカム状の孔列１４Ｇ下方と列間下方のシンチレータは一体のシンチレータ１０としたが、複数のシンチレータを組み合わせて構成することができる。例えば、孔列幅と列間幅に対応する幅の直方体のシンチレータを必要数用意し、反射材を挟んでそれらを交互に配設して構成することができる。

　これら二つの実施例では、識別鉛板層を交換する必要がないので、無人で検出するのに適している。

産業上の利用の可能性

　荷電放射線と非荷電放射線を識別した放射線計測が可能になるので、１３７Ｃｓ、２０７Ｂｉ、６０Ｃｏ等の複数種類の放射線（放射線群）を放出する放射線源を用いて、放射線検出器の性能を高精度で評価できる放射線鉛フィルター、及び、これを用いた放射線検出器の性能評価方法、及び、放射線鉛フィルターを備えた放射線検出器を提供できる。

Claims

　複数種類の放射線が放出される放射線源を用いて放射線を検出する際に放射線種を限定するための放射線鉛フィルターであって、
　放射線源と放射線検出器の間に配置される、放射線の通過距離を異ならせる粒子識別用の識別鉛板層を設けたことを特徴とする放射線鉛フィルター。
　前記識別鉛板層に、同時発生する放射線の同時入射を阻止するための孔があいたガイド鉛板層を重ねて設けたことを特徴とする請求項１に記載の放射線鉛フィルター。
　前記識別鉛板層に有孔鉛板部と無孔鉛板部とを併設し、各部を専ら検出する放射線検出器の計測部も併設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線鉛フィルター。
　前記識別鉛板層が、交換可能な有孔鉛板と無孔鉛板とで構成され、計測部は共有としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線鉛フィルター。
　前記有孔鉛板と無孔鉛板とが、ホルダーに交換可能に保持されることを特徴とする請求項４に記載の放射線鉛フィルター。
　前記ガイド鉛板層の有孔鉛板部あるいは無孔鉛板部に対応する孔が一つの孔であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の放射線鉛フィルター。
　請求項１乃至６のいずれかに記載の放射線鉛フィルターを用いることを特徴とする放射線検出器の性能評価方法。
　請求項１乃至７のいずれかに記載の放射線鉛フィルターを備えたことを特徴とする放射線検出器。